НЫХ МАТЕРИАЛАХ ЯВЛЯЕТСЯ АННИГИЛЯЦИЯ ПОЗИТРОНОВ [5, 445]. ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРЫ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ЭТОТ МЕТОД ВПЕРВЫЕ БЫЛ ПРИМЕНЕН АВТОРАМИ [446], КОТОРЫЕ ИССЛЕДОВАЛИ ВАКАНСИИ В НАНОЧАСТИЦАХ NI (d ~ 15 НМ), ИЗМЕРЯЯ ВРЕМЯ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ.

В БЕЗДЕФЕКТНЫХ МЕТАЛЛАХ ПОЗИТРОНЫ АННИГИЛИРУЮТ ИЗ СВОБОДНОГО СОСТОЯНИЯ С ХАРАКТЕРНЫМ ВРЕМЕНЕМ ЖИЗНИ xf~ 100 ПС. ЗАХВАТ ПОЗИТРОНОВ ТАКИМИ ДЕФЕКТАМИ, КАК ВАКАНСИИ, ВАКАНСИОН-НЫЕ СКОПЛЕНИЯ (НАНОПОРЫ) ИЛИ ПОРЫ ПРИВОДИТ К УВЕЛИЧЕНИЮ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ; ПО ЕГО ВЕЛИЧИНЕ МОЖНО СУДИТЬ О ТИПЕ ДЕФЕКТА (СМ. РИС. 4.5). ВРЕМЯ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНА ТЕМ БОЛЬШЕ, ЧЕМ БОЛЬШЕ РАЗМЕР ДЕФЕКТА. МЕТОДОМ АННИГИЛЯЦИИ ПОЗИТРОНОВ ОБНАРУЖЕНО СУЩЕСТВОВАНИЕ ВАКАНСИЙ И НАНОПОР В НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛАХ AL, СИ, MO, PD, FE И NI, В НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ КРЕМНИИ SI И ОКСИДЕ ЦИРКОНИЯ ZR02 [5, 445, 447—451]. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭТИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОКАЗЫВАЮТ, ЧТО В СПЕКТРАХ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ ОБЫЧНО МОЖНО ВЫДЕЛИТЬ ДВЕ СИЛЬНЫЕ И ОДНУ СЛАБУЮ СОСТАВЛЯЮЩИЕ С ИНТЕНСИВНОСТЯМИ /,, /2 И /3 = 1 - /,- /2, КОТОРЫМ СООТВЕТСТВУЮТ ВРЕМЕНА ЖИЗНИ Х,, Х2 И Г, (ТАБЛ. 4.1). В НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛАХ X, ПО ВЕЛИЧИНЕ БЛИЗКО К ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ ТЬ. В РЕШЕТОЧНЫХ МОНОВАКАНСИЯХ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ МЕТАЛЛОВ И ПОЭТОМУ РАССМАТРИВАЕТСЯ КАК ВРЕМЯ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ В ВАКАНСИЯХ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА. РАЗМЕР ЭТИХ ВАКАНСИЙ СООТВЕТСТВУЕТ ОДНОМУ-ДВУМ УДАЛЕННЫМ АТОМАМ. ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ ЭТИХ СВОБОДНЫХ ОБЪЕМОВ ИМЕННО ГРАНИЦАМ РАЗДЕЛА, А НЕ КРИСТАЛЛИТАМ ДОКАЗЫВАЕТСЯ ТЕМ, ЧТО ВРЕМЯ ЖИЗНИ Х, НАБЛЮДАЕТСЯ В НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛАХ ДАЖЕ ПОСЛЕ ИХ ОТЖИГА ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ, КОТОРАЯ ВЫШЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА РЕШЕТОЧНЫХ МОНОВАКАНСИЙ. ВРЕМЯ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ Х2 ХАРАКТЕРИЗУЕТ АННИГИЛЯЦИЮ ПОЗИТРОНОВ В ТРЕХМЕРНЫХ ВАКАНСИОННЫХ АГЛОМЕРАТАХ (НАНОПОРАХ), РАЗМЕР КОТОРЫХ ПРИМЕРНО СООТВЕТСТВУЕТ 10 УДАЛЕННЫМ АТОМАМ. ВРЕМЕНА ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ В Х, И Х2 В СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛАХ СИ, PD, NI (СМ. ТАБЛ. 4.1) ПО ВЕЛИЧИНЕ БЛИЗКИ К ТАКОВЫМ ДЛЯ СООТВЕТСТВУЮЩИХ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛОВ. ОДНАКО ДЛЯ СМК-МЕТАЛЛОВ ВКЛАД ВТОРОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ /2 В СПЕКТР ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ ГОРАЗДО МЕНЬШЕ, ТАК КАК РАЗМЕР КРИСТАЛЛИТОВ В СМК-МЕТАЛЛАХ БОЛЬШЕ, ЧЕМ В НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛАХ. ОЧЕНЬ БОЛЬШОЕ ВРЕМЯ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ Х3 СООТВЕТСТВУЕТ АННИГИЛЯЦИИ ПОЗИТРОНОВ В ПОРАХ — БОЛЬШИХ СВОБОДНЫХ ОБЪЕМАХ, РАЗМЕР КОТОРЫХ БЛИЗОК К РАЗМЕРУ КРИСТАЛЛИТА.

ОТЖИГ И-PD ПРИ 700 > Т> 400 К ПРИВОДИТ К УВЕЛИЧЕНИЮ СРЕДНЕГО ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ Х ВСЛЕДСТВИЕ ОБЪЕДИНЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ СВОБОДНЫХ ОБЪЕМОВ И РОСТА ИХ РАЗМЕРОВ; ЭТОТ ПРОЦЕСС СТРУКТУРНОЙ РЕЛАКСАЦИИ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА СОПРОВОЖДАЕТСЯ ПОВЫШЕНИЕМ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВА ГРАНИЦ РАЗДЕЛА. ПРИ БОЛЕЕ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ >ТЖИГА ПРОИСХОДИТ РОСТ КРИСТАЛЛИТОВ, И ПРИ 7"> 1200 К ИХ СРЕДНИЙ РАЗМЕР УЖЕ ПРЕВЫШАЕТ ДЛИНУ ПРОБЕГА СВОБОДНОГО ПОЗИТРОНА, ПОЭТОМУ ВКЛАД СВОБОДНЫХ ОБЪЕМОВ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА В АННИГИЛЯЦИЮ ПОЗИТРОНОВ УМЕНЬШАЕТСЯ И ВРЕМЯ ЖИЗНИ

122

123

Pd Mo Си Ni Si

Pd3Fe

NiZr ZrO,

76

10 2:100 200

10

20 10

172 204±9 171±2 16111 314135

17018

18912 19912

398 34512 29719 33019 422111

35113

41516

37811

33001300

14 5001600

0,96 0,16 0,83 0,88 0,20

0,16

0,79 0,31

0,04 0,84 0,17 0,12 0,79

0,84

0,21

108[456] 103 [450]

219 [457]

108 (Pd)

[456] 142 [450] 175 [459]

180 [450]

272 [457]

321 (i = 9)

272 (i = 8) [458]

СПЛАВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

(НАИОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ)

(АМОРФНЫЙ)

(КРУПНОЗЕРНИСТЫЙ)

Fe^Zrio

Fe,, jCu.NbjSi.j 5В,

19111 15811 14511

18711 15811 15111

14811 14511 U4(Fe3Si)

ПРИМЕЧАНИЕ. ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДАИЬТ ВРЕМЯ ЖИЗНИ ПОЗИТРОНА В СВОБОДНОМ СОСТОЯНИИ -Г,» БЕЗДЕФЕКТНОМ КРИСТАЛЛЕ И ВРЕМЕНА ЖИЗНИ ПОЗИТРОНОВ В РЕШЕТОЧНЫХ МОНОВАКАИСИЯХ ТЬ И В АГЛОМЕРАТАХ ИЗ i ВАКАНСИЙ Т,,.; d — РАЗМЕР КРИСТАЛЛИТА.

т, сокращается до величины, соответствующей времени жизни свободных позитронов Ту в крупнозернистых металлах.

В целом изучение аннигиляции позитронов [5, 445, 447—451] в компактных нанокристаллических металлах и сплавах показало следующее:

1) время жизни позитронов в нанокристаллических металлах больше, чем время жизни ^свободных делокализованных позитронов;

2) доля позитронов, захваченных вакансиями, растет с увеличением давления, используемого для компактирования; это означает, что повышение давления компактирования приводит к ь росту площади границ раздела;

3) позитроны захватываются моновакансиями, вакансионны- 1 ми комплексами, а также порами, по размеру близкими к крис-1 таллитам; I

4) свободные вакансионные объемы, захватывающие пози- I троны, принадлежат границам раздела, а не кристаллитам; I

5) захват позитронов дислокациями кристаллитов маловеро- [ ятен, так как пластическая деформация металлов приводит к I меньшему изменению времени жизни позитронов, чем получе- \ ние металлов в нанокристаллическом состоянии путем компак- | тирования. |

4.2. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ \

СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛОВ I

В настоящее время ясно, что модель газоподобной структу- |' ры не соответствует реальному строению границ раздела в нано- I кристаллических материалах. Альт